ゲルハルト・レンペ

ゲルハルト・レンペ（1956年4月22日生まれ）は、ドイツの物理学者であり、マックス・プランク量子光学研究所所長、ミュンヘン工科大学名誉教授である。彼は原子・分子物理学、量子光学、量子情報処理の分野で先駆的な実験を行ってきた。

ゲルハルト・レンペは、1976年から1982年にかけて、デュイスブルク＝エッセン大学とミュンヘン大学で数学と物理学を学んだ。 1986年にミュンヘン大学で博士号を取得した。博士論文のタイトルは「リュードベリ原子と放射線の相互作用の調査」で、ヘルベルト・ヴァルターの研究グループで行われた実験について報告している。同年、オランダのアムステルダム自由大学で講師として常勤職の最初のオファーを受けた。レンペはミュンヘンに留まり、1990年に「1原子メーザーにおける量子効果」という論文で教授資格を取得した。1990年から1991年までは講師を務め、1990年から1992年まではロバート・アンドリュース・ミリカン・フェローとして、米国カリフォルニア州パサデナのカリフォルニア工科大学でH・ジェフ・キンブルと共同研究を行った。 1992年、彼はコンスタンツ大学の実験物理学教授に就任した。1999年には、マックス・プランク協会の科学会員、マックス・プランク量子光学研究所所長、ミュンヘン工科大学の名誉教授に任命された。彼はスイスのチューリッヒ工科大学とドイツのバイロイト大学からの同時オファーを辞退した。

レンペは、空洞量子電磁力学の分野の先駆者とみなされている。彼は、単一の原子が単一の光子を繰り返し放出および吸収する様子を初めて観察した。^{[ 1 ]}最初の実験は、超伝導空洞内のマイクロ波光子で行われた。その後、彼は関心を可能な限り最高の反射率を持つ鏡の間の光子にまで広げた。^{[ 2 ]}彼の実験は、原子または光子といった単一の粒子が、多数の粒子では引き起こせない効果を引き起こす量子非線形光学の発展の基礎を築いた。^{[ 3 ]}

レンペは基礎研究の成果を利用して、光と物質の間の新しいインターフェースを開発しました。^{[ 4 ]}これらのインターフェースは、日常の世界と量子の世界を結び付け、将来のグローバル量子ネットワークにおける情報の送信者、受信者、およびメモリとして応用される可能性があります。^{[ 5 ]}このインターフェースの注目すべき特徴は、単一光子を非破壊的に検出できることであり、^{[ 6 ]}スケーラブルな量子コンピュータに新たな展望が開かれます。^{[ 7 ]}このインターフェースは、単一原子の動きをリアルタイムで観察および制御するのにも適しており、^{[ 8 ] [ 9 ]}ショットノイズレベル以下のノイズで量子光を生成することもできます。^{[ 10 ]}

レンペは原子光学と量子ガスの分野でも先駆的な業績を残している。原子干渉計を用いて、二重スリットを通過する観測対象物について、量子力学的波動粒子二重性は教科書によく記載されている位置と運動量のハイゼンベルクの不確定性関係ではなく、エンタングルメントに基づいていることを実験的に実証した。^{[ 11 ]}彼は米国以外で初めてボーズ・アインシュタイン凝縮体を生成し、それを用いて量子ゼノン効果により分子の強相関ガスなどを生成することに成功した。^{[ 12 ]}

3つ目の研究テーマとして、レンペは多原子分子の超低温ガスを生成することを目標としている。その焦点は、遠心分離機^{[ 13 ]}を用いて複雑な分子を減速させる新しい方法の開発と、シシュポス効果^{[ 14 ]}を用いてそのような分子を冷却することにある。目的は、低温での化学反応を理解し、新しい反応経路を開拓し、精密実験用の分子を準備するとともに、長距離電気相互作用を持つ中性量子多体システムを生成することである。

レンペは研究や教育活動に加え、ドイツ物理学会の量子光学・フォトニクス部門の講演者、「Physics in our Time」、「Journal of Optics」、「Optics Communications」などの雑誌の編集委員、欧州研究会議の選考委員長、マックス・プランク量子光学研究所の所長、ドイツ物理学会のシュテルン＝ゲルラッハ賞選考委員会の委員長など、学術的な自主運営にも携わってきた。

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